DE3219530C2

DE3219530C2 -

Info

Publication number: DE3219530C2
Application number: DE19823219530
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 6100 Darmstadt De Volz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1982-05-25
Publication date: 1988-12-29
Also published as: DE3219530A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membran für Druckspeicher, insbesondere für hydropneumatische Druckspeicher, mit einem Gehäuse, das durch die Membran in einem mit Druckmedium und einen mit Gas befüllbaren Raum von veränderlichem Volumen unterteilt ist, wobei in der neutralen Zone der Membran zwischen Membranschichten eine Sperrschicht zur Verminderung der Permeation vorgesehen ist.The invention relates to a membrane for pressure accumulators, especially for hydropneumatic pressure accumulators, with a housing that through the membrane in one with pressure medium and one with gas fillable space is divided by variable volume, wherein in the neutral zone of the membrane between membrane layers, a barrier layer to reduce the Permeation is provided.

Bei hydropneumatischen Druckspeichern ist es allgemein bekannt, daß während des Betriebes Gas durch die Membran diffundiert und in das Druckmedium gelangt. Dadurch wird der ursprüngliche Gasfülldruck allmählich herabgesetzt, wodurch das Leistungsvermögen des Druckspeichers verlorengeht. Nach einiger Zeit, die wesentlich von der Umgebungstemperatur während des Betriebs abhängt, ist daher eine Neubefüllung des Druckspeichers mit Gas notwendig, da ansonsten eine ordnungsgemäße Druckmittelversorgung der am Druckspeicher angeschlossenene Verbraucher nicht sichergestellt ist. Es ist ferner bekannt, daß der Permeationswiderstand der Membran mit zunehmender Dicke ansteigt; in der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß die Membranen nicht beliebig dick bemessen werden können, da die elastische Verformbarkeit der Membranen mit zunehmender Dicke sinkt bzw. die innere Membranreibung mit zunehmender Dicke zunimmt.With hydropneumatic pressure accumulators, it is generally known that during operation gas diffuses through the membrane and into the print medium arrives. This will make the original Gas filling pressure gradually decreased, causing the The capacity of the pressure accumulator is lost. After some Time that is significantly different from the ambient temperature during the Depends on the operation, is therefore a refill of the Pressure accumulator with gas necessary, otherwise one proper supply of pressure medium to the pressure accumulator connected consumer is not ensured. It is also known that the permeation resistance of the membrane with increasing thickness increases; in practice, however, it has shown that the membranes are not dimensioned arbitrarily thick can, since the elastic deformability of the membranes with increasing thickness decreases or the inner membrane friction increasing thickness increases.

Es sind verschiedene Vorschläge bekanntgeworden, durch deren Anwendung auch bei relativ geringen Membrandicken ein akzeptabler Permeationswiderstand erzielbar ist. Beispielsweise ist in der DE-OS 28 52 912 vorgeschlagen, die Membran mit regelmäßig wiederkehrenden und einander berührenden Verdickungen zu versehen, so daß sich an den verdickten Stellen ein erhöhter Permeationswiderstand ergibt, ohne daß dabei die Verformbarkeit der Membran wesentlich herabgesetzt wird.Various proposals have become known, through which Use even with relatively small membrane thicknesses acceptable permeation resistance can be achieved. For example is proposed in DE-OS 28 52 912, the membrane with regularly recurring and touching To provide thickenings, so that the thickened areas an increased permeation resistance results without the Deformability of the membrane is significantly reduced.

Andererseits ist es auch der hier gattungsbildenden DE-OS 16 00 621 bekannt, eine Membran für einen hydropneumatischen Druckspeicher mit einer innerhalb des Membranwerkstoffes liegenden Sperrschicht zu versehen, die einen höheren Permeationskoeffizienten als der Membranwerkstoff aufweist. Es hat sich allerdings gezeigt, daß auch bei derartig ausgebildeten Membranen die Elastizität der Membran negativ beeinflußt wird. Außerdem ist nicht jeder beliebige Werkstoff für die Ausbildung der Sperrschicht einsetzbar, da zumindest die Elastizitätsmodule aufeinander abgestimmt werden müssen. Ferner besteht bei Membranen mit einer innenliegenden Sperrschicht das Problem, die beiderseits der Sperrschicht angeordneten Membranschichten sicher und haltbar mit der Sperrschicht zu verbinden.On the other hand, it is also known from the generic DE-OS 16 00 621, a Membrane for a hydropneumatic pressure accumulator with a to provide a barrier layer within the membrane material, which have a higher permeation coefficient than that Has membrane material. However, it has been shown that the elasticity of the membranes formed in this way Membrane is adversely affected. Besides, not everyone is any material can be used for the formation of the barrier layer, since at least the elasticity modules are coordinated have to. There is also an internal membrane Junction the problem on both sides of the junction arranged membrane layers securely and durable with the barrier layer connect.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Membran der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß sich bei sehr guter Verformbarkeit der Membran ein hoher Permeationswiderstand einstellt.The invention is therefore the object based on a membrane of the generic type form that with a very good deformability of the membrane sets high permeation resistance.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Membranschichten und der Sperrschicht formschlüssige Verbindungen hergestellt sind.This object is achieved in connection with the generic features according to the invention in that between the membrane layers and the barrier layer positive Connections are made.

Durch eine derartige Ausbildung ist gewährleistet, daß die Verformbarkeit der Membran nur unwesentlich vermindert wird, da die Sperrschicht im Membranwerkstoff eng und sicher eingebettet ist. Dabei ergibt sich infolge der Sperrschichtausbildung eine relativ hohe Diffusionsresistenz, ohne daß die Gesamtdicke der Membran im Hinblick auf die Verformbarkeit unzulässig vergrößert werden müßte. By such Training ensures that the deformability of the Membrane is only insignificantly reduced because of the barrier layer is closely and securely embedded in the membrane material. Here As a result of the formation of the barrier layer, there is a relatively high diffusion resistance without the total thickness of the membrane is inadmissible in terms of deformability would have to be enlarged.

Derartige formschlüssige Verbindungen können in verschiedenster Art und Weise realisiert sein. Beispielsweise kann die Sperrschicht so ausgebildet sein, daß an beiden Seiten der Sperrschicht mit Hinterschneidungen versehene Noppen angeformt sind. Die mit Hinterschneidungen versehenen Noppen ragen jeweils in die angrenzende Membranschicht und sind durch die Hinterschneidungen daran gehindert, sich von den Membranschichten zu lösen. Desgleichen ist es denkbar, daß beide Seiten der Sperrschicht mit Hinterschneidungen versehene Vertiefungen aufweisen. Die letztgenannte Maßnahme wird vorzugsweise dann zum Einsatz kommen, wenn vorgesehen ist, den Membranwerkstoff durch einen Gießvorgang mit der Sperrschicht zusammenzubringen. Eine sichere Verbindung zwischen der Sperrschicht um dem Membranwerkstoff entsteht auch dann, wenn die Sperrschicht auf beiden Seiten mit im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Sperrschicht stehenden stiftförmigen Noppen versehen ist. Diese Noppen sind in einer Weiterbildung des Abmeldungsgegenstandes vorzugsweise derart bemessen, daß die Summe aus ihrer zweifachen Länge und der Dicke der Sperrschicht auf das Sollmaß der gesamten Membrandicke abgestimmt ist. Bei dieser Formgebung und einer derartigen Bemessung übernehmen die Noppen gleichzeitig die Funktion als Abstandshalter beim Herstellungsprozeß.Such form-fitting connections can be made in a wide variety of ways Way to be realized. For example, the Barrier layer be formed so that on both sides of the barrier layer Knobs provided with undercuts are formed. With Knobs with undercuts each protrude into the adjacent membrane layer and are due to the Undercuts prevented from moving away from the Loosen membrane layers. Likewise, it is conceivable that undercuts on both sides of the barrier layer Have depressions. The latter measure will are preferably used when the Membrane material through a casting process with the barrier layer bring together. A secure connection between the Barrier layer around the membrane material also occurs when the barrier layer on both sides with substantially perpendicular to the Level of the barrier layer standing pin-shaped knobs is. These knobs are in a training of Deregistration object preferably dimensioned such that the Sum of their double length and the thickness of the barrier layer is matched to the nominal size of the entire membrane thickness. At this The knobs take on the shape and such a dimensioning function as a spacer at the same time Manufacturing process.

Vorteilhaft im Hinblick auf die Sicherheit der Verbindung zwischen den Membranschichten und der Sperrschicht ist es ferner, wenn die Sperrschicht Durchdringungen vom Material der Membranschichten aufweist. Zu diesem Zweck sind aus der Sperrschicht Stege herausgebogen, die beispielsweise spitzwinklig zur Trennschichtebene stehen. Auch lassen sich in vorteilhafter Weise laschenartige Ausprägungen in der Sperrschicht vorsehen, die jeweils in den angrenzenden Membranwerkstoff eingreifen. Bei der Stoffweckselauswahl hinsichtlich der Sperrschicht ist man beim Patentgegenstand in keiner Weise eingeschränkt.Advantageous in terms of connection security it is between the membrane layers and the barrier layer further if the barrier layer penetrates from Has material of the membrane layers. For this purpose bent out of the barrier layer webs, for example stand at an acute angle to the interface level. Also can be in advantageously tab-like features in the Provide barrier layer, each in the adjacent Intervene in membrane material. When choosing the fabric change with regard to There is no barrier in the patent subject in any way limited.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Fig. 1 bis Fig. 9 der schematischen Zeichung näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention 9 the schematic drawing will hereinafter with reference to FIG. 1 to FIG. Explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Membran im Schnitt mit einer unterbrochenen Sperrschicht in ihrer neutralen Zone, Fig. 1 shows a membrane in cross-section with an interrupted barrier layer in its neutral zone,

Fig. 2 bis Fig. 4 Membranen im Schnitt mit speziellen formschlüssigen Verbindungen zwischen der Sperrschicht und den Membranschichten, Fig. 2 to Fig. 4 membranes in section with special form-fitting connections between the barrier layer and the membrane layers,

Fig. 5 bis Fig. 7 Membranen mit Sperrschicht, die Durchdrigungen vom Material der Membranschichten aufweisen, Fig. 5 to Fig. 7 membranes having barrier layer Durchdrigungen have the material of the diaphragm layers,

Fig. 8 eine Membran im Schnitt mit einer gewebeartigen Trennschicht und Fig. 8 is a membrane in section with a fabric-like separating layer and

Fig. 9 eine gewirkte Sperrschicht in einer vergrößerten Draufsicht. Fig. 9 is a knitted barrier layer in an enlarged plan view.

Einander entsprechende Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are the same in the individual figures Provide reference numerals.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Membran aus gummielastischem Werkstoff bezeichnet, die in der neutralen Zone 2 eine Sperrschicht 3 aufweist. Die Sperrschicht 3 besteht aus einem Material mit einem hohen Permeationskoeffizienten und weist in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen Durchbrüche 4 auf. Beiderseits der Sperrschicht 3 sind elastische Membranschichten 5, 6 angeordnet. Im Bereich der Durchbrüche 4 besteht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Membranschichten 5, 6.In Fig. 1, 1 denotes a membrane made of rubber-elastic material, which has a barrier layer 3 in the neutral zone 2 . The barrier layer 3 consists of a material with a high permeation coefficient and has openings 4 at more or less regular intervals. Elastic membrane layers 5, 6 are arranged on both sides of the barrier layer 3 . In the area of the openings 4 there is a material connection between the membrane layers 5, 6 .

In Fig. 2 sind die Membranschichten 5, 6 mittels formschlüssiger Verbindungen mit der Sperrschicht 3 verbunden. Zu diesem Zweck ist die Sperrschicht 3 beiderseits mit Noppen 7 versehen. Die Noppen weisen ihrerseits Hinterschneidungen 8 auf, in die der Membranwerkstoff beim Herstellungsprozeß hineinfließt.In FIG. 2, the membrane layers 5, 6 are connected by means of positive connections with the barrier layer 3. For this purpose, the barrier layer 3 is provided with knobs 7 on both sides. The knobs in turn have undercuts 8 , into which the membrane material flows during the manufacturing process.

Gemäß Fig. 3 ist die Sperrschicht 3 mit im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Sperrschicht 3 stehenden stiftförmigen Noppen 9 versehen, die sich bis zur Oberseite der oberen Membranschicht 5 und bis zur Unterseite der unteren Membranschicht 6 erstrecken.According to FIG. 3, the barrier layer 3 is provided with pin-shaped knobs 9 which are substantially perpendicular to the plane of the barrier layer 3 and which extend to the top of the upper membrane layer 5 and to the underside of the lower membrane layer 6 .

In Fig. 4 ist die Sperrschicht 3 der Membran 1 mit Vertiefungen 10 versehen, die derart geformt sind, daß Hinterschneidungen 11 entstehen.In FIG. 4, the barrier layer 3 of the membrane 1 is provided with recesses 10 which are shaped such that undercuts create 11.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind die Membranschichten 5, 6 miteinander stoffschlüssig und mit der Sperrschicht 3 formschlüssig verbunden. In regelmäßigen Abständen sind aus der Ebene der Sperrschicht 3 Stege 12 herausgebogen, die beispielsweise im spitzen Winkel zur Ebene der Sperrschicht 3 stehen. Die Stege 12 greifen in die in der Darstellung obere Membranschicht 5 ein und sorgen auf diese Weise für eine formschlüssige Verbindung zwischen der Sperrschicht 3 und der oberen Membranschicht 5. Durch die abgewinkelten Stege 12 sind zwischen der oberen Membranschicht 5 und der unteren Membranschicht 6 Durchbrüche 13 freigegeben, durch die eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Membranschichten 5, 6 entsteht.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, the membrane layers 5, 6 are integrally connected to one another and positively connected to the barrier layer 3 . At regular intervals, webs 12 are bent out of the level of the barrier layer 3 and are, for example, at an acute angle to the level of the barrier layer 3 . The webs 12 engage in the upper membrane layer 5 in the illustration and in this way ensure a form-fitting connection between the barrier layer 3 and the upper membrane layer 5 . Openings 13 are released through the angled webs 12 between the upper membrane layer 5 and the lower membrane layer 6 , as a result of which a material connection between the membrane layers 5, 6 is created.

Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel weicht von dem in Fig. 5 dargestellten lediglich dadurch ab, daß die Sperrschicht 3 neben den in die obere Membranschicht 5 greifenden Stegen 12 auch solche Stege 14 aufweist, die eine formschlüssige Verbindung zwischen der unteren Membranschicht 6 und der Sperrschicht herbeiführen.The embodiment shown in Fig. 6 differs from that shown in Fig. 5 only in that the barrier layer 3 in addition to the webs 12 which extend into the upper membrane layer 5 also has webs 14 which have a positive connection between the lower membrane layer 6 and the Create barrier layer.

Die innerhalb der Membranschichten 5, 6 liegende Sperrschicht 3 ist gemäß Fig. 7 mit laschenartigen Ausprägungen 15 versehen, die einerseits eine formschlüssige Verbindung zwischen den Membranschichten 5, 6 herbeiführen und andererseits Durchbrüche 16 freigeben, durch die die Membranschichten 5, 6 stoffschlüssig miteinander verbunden sind.The barrier layer 3 lying within the membrane layers 5, 6 is provided, according to FIG. 7, with tab-like features 15 , which on the one hand bring about a positive connection between the membrane layers 5, 6 and on the other hand open openings 16 through which the membrane layers 5, 6 are integrally connected to one another .

In Fig. 8 ist eine Membran mit einer Gewebeschicht (Sperrschicht 3) aus einem Material mit einem hohen Permeationskoeffizienten dargestellt. Die in der Schnittebene liegende Gewebeteile sind mit 17 bezeichnet, während die senkrecht zur Schnittebene liegenden Gewebeteile das Bezugszeichen 18 tragen. Das Gewebe 17, 18 ist derart ausgebildet, daß zwischen den Gewebeteilen 17, 18 Zwischenräume 19 entstehen, die mit dem Membranwerkstoff gefüllt sind.In FIG. 8, a membrane is shown with a fabric layer (barrier layer 3) of a material with a high permeation coefficient. The tissue parts lying in the sectional plane are designated by 17 , while the tissue parts lying perpendicular to the sectional plane bear the reference symbol 18 . The fabric 17, 18 is designed such that spaces 19 are formed between the fabric parts 17, 18 , which are filled with the membrane material.

Schließlich ist in Fig. 9 eine Sperrschicht 3 mit einem gewirkten Aufbau in der Draufsicht vergrößert dargestellt.Finally, a barrier layer 3 with a knitted structure is shown enlarged in plan view in FIG. 9.

Claims

1. Membrane for pressure accumulators, in particular for hydropneumatic pressure accumulators, with a housing which is divided by the membrane into a space of variable volume that can be filled with pressure medium and a gas that can be filled with gas, a barrier layer to reduce permeation between membrane layers in the neutral zone of the membrane is provided, characterized in that form-fitting connections ( 3; 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15 ) are made between the membrane layers ( 5, 6 ) and the barrier layer ( 3 ).

2. Membrane according to claim 1, characterized in that the barrier layer ( 3 ) on both sides with undercuts ( 8 ) provided knobs ( 7 ).

3. Membrane according to claim 1, characterized in that on both sides of the barrier layer ( 3 ) with undercuts ( 11 ) provided depressions ( 10 ) are formed.

4. Membrane according to claim 1, characterized in that the barrier layer ( 3 ) is provided on both sides with substantially perpendicular to the plane of the barrier layer ( 3 ) standing pin-shaped knobs ( 9 ).

5. Membrane according to claim 4, characterized in that the sum of twice the length of the knobs ( 9 ) and the thickness of the barrier layer ( 3 ) is matched to the nominal size of the membrane thickness.

6. Membrane according to claim 1, characterized in that the barrier layer ( 3 ) has penetrations ( 4; 13; 16 ) from the material of the membrane layers ( 5, 6 ).

7. Membrane according to claim 6, characterized in that from the barrier layer ( 3 ) webs ( 12, 14 ) are bent out.

8. Membrane according to claim 6, characterized in that the barrier layer ( 3 ) is provided with tab-like features ( 15 ).

9. A membrane according to claim 6, characterized in that the area of the barrier layer ( 3 ) is smaller than the cross section of the divided housing at the installation site of the membrane.